(57)【要約】【課題】走査システムの線形スポット速度又は位置変化の測定方法及び装置を提供する。【解決手段】  走査ラインに沿って平行に移動可能であり，距離ｄほど離隔されている２個以上の放射検出器を提供し，２個以上の放射検出器を走査ライン上の第１点に配置させ，２個以上の放射検出器が第１点にある間，２個以上の放射検出器を走査放射で走査し，走査ラインに沿って２個以上の放射検出器の位置，及び走査放射が２個以上の放射検出器の第１放射検出器から第２放射検出器に走査する時間を記録し，２個以上の放射検出器間の距離ｄを維持しながら２個以上の放射検出器を走査ライン上の第２点に移動させ，２個以上の放射検出器が第２点にある間，２個以上の放射検出器を走査放射で再び走査し，走査ラインに沿って２個以上の放射検出器の位置，及び走査放射が２個以上の放射検出器の第１放射検出器から第２放射検出器に走査する時間を記録する。【選択図】図８
2005157386.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ａ）走査ラインに沿って平行に移動可能であり，距離ｄだけ離間している２個以上の放射検出器を提供する段階と，
ｂ）前記２個以上の放射検出器を前記走査ライン上の第１点に配置させる段階と，
ｃ）前記２個以上の放射検出器が前記第１点にある間，前記２個以上の放射検出器を走査放射で走査し，前記走査ラインに沿って前記２個以上の放射検出器の位置，及び前記走査放射が前記２個以上の放射検出器の第１放射検出器から第２放射検出器に走査する時間を記録する段階と，
ｄ）前記２個以上の放射検出器間の距離ｄを維持しながら前記２個以上の放射検出器を走査ライン上の第２点に移動させる段階と，
ｅ）前記２個以上の放射検出器が前記第２点にある間，前記２個以上の放射検出器を走査放射で再走査し，前記走査ラインに沿って前記２個以上の放射検出器の位置，及び前記走査放射が前記２個以上の放射検出器の第１放射検出器から第２放射検出器に走査する時間を記録する段階と，を含む，
ことを特徴とする走査システムの線形スポット速度又は位置変化の測定方法。
【請求項２】
前記ｄ）段階，及びｅ）段階は，前記走査ラインに沿って反復される，
ことを特徴とする請求項１に記載の走査システムの線形スポット速度又は位置変化の測定方法。
【請求項３】
前記走査ラインに沿ってスポット位置の関数として，スポット速度エラーを識別する電子的ルックアップテーブルが提供される，ことを特徴とする請求項１に記載の走査システムの線形スポット速度又は位置変化の測定方法。
【請求項４】
前記走査ラインに沿ってスポット位置の関数として，スポット速度エラーを識別する電子的ルックアップテーブルが提供される，ことを特徴とする請求項２に記載の走査システムの線形スポット速度又は位置変化の測定方法。
【請求項５】
レンズ収差以外にソースからのデータエラーを識別する電子的ルックアップテーブルに書き込まれるデータに対して，トレンドラインが決定される，ことを特徴とする請求項４に記載の走査システムの線形スポット速度又は位置変化の測定方法。
【請求項６】
前記トレンドラインは，前記データが前記ルックアップテーブルに書き込まれる前にデータの補正に使用される，ことを特徴とする請求項５に記載の走査システムの線形スポット速度又は位置変化の測定方法。
【請求項７】
前記２個以上の放射検出器は，堅固なプラットフォーム上に支持されながら移動する２個のスプリット検出器を含む，ことを特徴とする請求項２に記載の走査システムの線形スポット速度又は位置変化の測定方法。
【請求項８】
前記第１点と前記第２点間との距離は，実質的にｄである，ことを特徴とする請求項２に記載の走査システムの線形スポット速度又は位置変化の測定方法。
【請求項９】
記録された情報が，前記走査システムに使用される所定のレンズに対して，前記走査ラインに沿ってスポット配置エラーの可能性を決定するのに使用される，ことを特徴とする請求項２に記載の走査システムの線形スポット速度又は位置変化の測定方法。
【請求項１０】
記録された情報が，前記走査システムに使用される所定のレンズに対して，前記走査ラインに沿ってスポット配置エラーの可能性を決定するのに使用される，ことを特徴とする請求項４に記載の走査システムの線形スポット速度又は位置変化の測定方法。
【請求項１１】
一つのレンズに対して記録された情報が一つ以上の他のレンズに対して記録された情報と比較される，ことを特徴とする請求項２に記載の走査システムの線形スポット速度又は位置変化の測定方法。
【請求項１２】
一つのレンズに対して記録された情報が一つ以上の他のレンズに対して記録された情報と比較される，ことを特徴とする請求項４に記載の走査システムの線形スポット速度又は位置変化の測定方法。
【請求項１３】
前記比較されるレンズは，光学的性能の類似性に基づいて多色タンデム走査画像処理システムに結合されるために選択又は拒否される，ことを特徴とする請求項１１に記載の走査システムの線形スポット速度又は位置変化の測定方法。
【請求項１４】
前記比較されるレンズは，光学的性能の類似性に基づいて多色タンデム走査画像処理システムに結合されるために選択又は拒否される，ことを特徴とする請求項１２に記載の走査システムの線形スポット速度又は位置変化の測定方法。
【請求項１５】
走査ラインに沿って走査放射を提供する走査ソースと，
前記走査ラインを横切って平行に移動可能であり，距離ｄほど相互離隔されている２個以上の放射検出器と，
前記２個以上の放射検出器からの検出データを収集するプロセッサと，を含む，
ことを特徴とする走査システムの線形画素配置エラー測定装置。
【請求項１６】
前記２個以上の放射検出器は，２個のスプリット検出器を含む，ことを特徴とする請求項１５に記載の走査システムの線形画素配置エラー測定装置。
【請求項１７】
前記プロセッサは，レンズ収差以外の効果によって寄与されるデータのスポット配置エラーに対する検出データを補正可能なプログラムを格納する，ことを特徴とする請求項１５に記載の走査システムの線形画素配置エラー測定装置。
【請求項１８】
前記走査放射は，前記走査ラインに対する焦点面に到達する前にレンズを通過する，ことを特徴とする請求項１５に記載の走査システムの線形画素配置エラー測定装置。
【請求項１９】
前記走査放射は，前記走査ラインに対する焦点面に到達する前にレンズを通過する，ことを特徴とする請求項１６に記載の走査システムの線形画素配置エラー測定装置。
【請求項２０】
前記走査放射は，前記走査ラインに対する焦点面に到達する前にレンズを通過する，ことを特徴とする請求項１７に記載の走査システムの線形画素配置エラー測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は，走査システムの線形スポット速度又は位置変化の測定方法及び装置に関し，さらに詳細には，デジタル画像処理分野，特にイメージを視準放射ビームで走査する分野において，走査ラインに沿って線形スポット速度又は位置変化を測定する走査システムの線形スポット速度又は位置変化の測定方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
デジタル画像処理は，多様な技術分野で非常に成功的に使用されている。光ビーム（例えば，レーザなどの視準光ビーム）は，写真部材，フォトサーモクラフィック部材，熱質量伝達キャリア，除去基盤システムなどの多様な媒体を直接画像処理するところに使用されるだけでなく，レーザは順次に処理されて画像を提供可能な中間板の迅速な画像処理に非常に有用である。このような中間画像処理システムは，エレクトログラフィ，フォトエレクトログラフィ，フォトリソグラフィ，フォトコンダクティブシステムなどを含むことができるが，かかる例には限定されない。
【０００３】
デジタルシステムでレーザを使用することは，レーザ自身がスポット（レーザビームの入射領域）を生成する際に，あるいはレーザが効果的にパルス化される際に，特に有用であり，このスポットは画素の形成に使用することができる。各々のスポットは，理論的に画素（ピクチャの最小の一定した反復要素，即ちピクチャ要素）とすることができるが，通常，スポットは小さく，複数のスポットは高解像の画像の画素を作るのに使用される。
【０００４】
スポット配置の正確性（その結果，画素配置の解像度）は，特に焦点面上の放射ビームの位置の物理的制御の正確性を含む複数の技術的特性によって左右される。このような正確性に寄与する技術的特性として，ソフトウェア，機械的コンポネント（ビームを移動させる，又は表面をレシービングする），機械的コンポネントの安定度（振動回避，減少した損傷など），及び放射ビーム自体の正確性及び品質がある。最後の特性であるビームの品質は，レーザビームをディレクティングするために使用されるレンズの品質によって特に影響を受ける。
【０００５】
なお，以下では，本発明の説明を簡単にするために，全体映写システムを“レンズ”という。しかし，レンズという用語は，例えば，屈折光学機器，反射光学機器，反射屈折システムを含む多様な形態の映写システムを含むものと広く解釈されなければならない。また，放射システムは，放射ビームの映写のディレクティング，シェーピング又は制御するためのこのような設計形態のうち任意の一形態によって動作するコンポネントを含み，以下で，このようなコンポネントは総合的に又は各々レンズという。
【０００６】
映写ビームによって横切る第１要素に対して映写ビームによって横切る第２要素の配置を，以下では簡単に，第１要素の“ダウンストリーム”又は“アップストリーム”という。ここで，“ダウンストリーム”という表現は，第１要素から第２要素への移動が映写ビームの伝播方向と同じ方向に移動することを意味する。また，“アップストリーム”という表現は，第１要素から第２要素への移動が映写ビームの伝播方向と反対方向に移動することを意味する。また，リソグラフィ装置は，２個以上の基板テーブル（及び／又は２個以上のマスクテーブル）を有する形態とすることができる。このような“多段”装置で，追加的なテーブルが併用して使用されるか，又は一つ以上の他のテーブルが露光用として使用される間，予備段階が一つ以上のテーブルで実行することができる。例えば，２重段リソグラフィ装置は，特許文献１及び２に開示されており，ここで参照として引用している。
【０００７】
リソグラフィ映写装置を使用する製造工程で，パターン（例えば，マスクのパターン）が放射敏感性材料（レジスト）の層によって少なくとも部分的に覆われる基板上に画像処理される。このような画像処理段階の前に，基板は，プリンティング，レジストコーティング，ソフトべークなどの各種工程を経る。露光後に，基板は，露光後のべーク，現像，ハードべーク及び画像処理された特性の測定／検査などの他の工程を経る。このような工程の配列は，例えば，集積回路（ＩＣ：Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）などの装置の個別層をパターニングするための基本工程として使用することができる。このように，パターニングされた層は，エッチング，イオン注入（ドーピング），金属化，酸化，機械的／化学的洗浄などの各種処理を経る。このような全ての処理は，個別層を完成することを目的とする。数個の層が必要な場合，全体工程，又はその工程の変形が各々の新たな層に対して反復される。結局，装置の配列は，基板（ウェーハ）上に存在する。このような装置は，ダイシング又はソーイングなどの技術によって相互分離されて，各々の装置がキャリア上に装着されるか，又はピンに接続される。このような処理についての詳細な情報は，例えば，非特許文献１から得られ，ここで参照として引用している。
【０００８】
ＩＣ内に増加し続ける数の電子コンポネントを集積化する必要がある。これを実現するために，コンポネントのサイズを減らし，映写システムの解像度を高める必要がある。したがって，さらに小さくなった細部項目又はライン幅が基板の目標部に映射される。これは，映写システム，及び映写システムに使用されるレンズ部が非常に厳格な品質要求条件を満足させなければならないということを意味する。レンズ部及び映写システムの製造時に相当な注意をかけるにも拘わらず，二つとも，例えば，映写システムによって基板の目標部に映写されたイメージフィールドを横切る球形収差，コマ，非点収差，デフォーカス，変位などの等位相面収差を依然として有する。このような収差は，イメージフィールドを横切る画像処理されたライン幅の変化の重要な原因である。イメージフィールド内の各々異なる点での画像処理されたライン幅が一定であるということは重要である。ライン幅の変化が大きければ，イメージフィールドが映射される基板は基板の品質検査時に拒否されることもある。オフ軸の照明，位相シフティングマスクなどの技術を使用することによって，画像処理されたライン幅上の等位相面収差の影響がさらに増加することもある。
【０００９】
レンズ部を製造する際に，レンズ部の等位相面収差を測定すること，測定結果を使用してレンズ部の収差を調整すること，又は品質が満足できない場合にレンズ部を拒否すること，は利点となる。レンズ部を映写システムと共に形成する際に，映写システムの等位相面収差を再び測定する必要がある。このような測定は，映写システムの等位相面収差を最小化するために映写システム内の所定のレンズ部の位置を調整するところに使用することができる。
【００１０】
映写システムをリソグラフィ映写装置に内蔵した後，等位相面収差を再び測定しうる。また，例えば，レンズ材料の品質の劣化又はレンズ材料の局部的な加熱によるレンズ加熱効果により，等位相面収差が映写システムで経時的に変化するので，リソグラフィ映写装置の動作時に所定の時刻に収差を測定し，所定の移動性レンズ部を調整して等位相面収差を最小化する必要がある。レンズ加熱効果が発生する短期間スケールは，等位相面収差を頻繁に測定する必要がある。
【００１１】
リソグラフィ映写装置の映写システムの等位相面収差のインサイチュの測定のための間接測定装置を使用することは，非特許文献２に記載されている。位相シフティング点回折干渉方法及びシステムは，特許文献３に開示されており，ここで参照として引用した。以下では，位相シフティング点回折干渉方法及びシステムを各々ＰＳＰＤＩ（Ｐｈａｓｅ  Ｓｈｉｆｔｉｎｇ  Ｐｏｉｎｔ  Ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ  Ｉｎｔｅｒｆｅｒｏｍｅｔｒｙ）方法及びＰＳＰＤＩシステムという。開示されたＰＳＰＤＩシステムは，次のような構成要素を有することを特徴とし，このような構成要素は映写ビームによって横断する順序で言及する。
【００１２】
ＰＳＰＤＩシステムは，目標面内の第１ピンホールと，目標面と映写システム間にあり，回折によってテストビーム及び基準ビームを発生させるグレーティング（１次元の周期的構造のライン及び空間）と，映写システムと，目標面に光学的に集合した目標面内のウィンドウピンホール（テストビームによって横断される）及び基準ピンホール（基準ビームによって横断され，離脱されない基準ビームを発生させるために空間フィルタとして作用する）を有する２個のピンホールのセットと，を含む。テストビーム及び基準ビームは，２個のピンホールのセットの検出器表面のダウンストリーム上に干渉縞パターンを生成させる。この干渉縞パターンは，等位相面収差に関する情報を伝達する。通常，キャリア基板の表面上にグレーティングパターンとして具現されるグレーティングは，ビームスプリッタとして作用し，このグレーティングは，目標面に光学的に集合した目標面内のテストビーム及び基準ビームによって横断される領域の十分な側面分離を提供するために目標面のダウンストリームに配置させなければならない。また，このグレーティングは，収差を測定するために必要であるように，検出器の表面と結合された座標システムに対して干渉縞パターンの“位相シフティング”（後述する）を提供するために映写ビームの伝播方向に垂直方向に移動することができる。
【００１３】
干渉縞パターンの位相シフティングは，座標システムに対して干渉縞パターンをシフティングする段階を含む。干渉に関する“位相シフティング”の説明のために，例えば，非特許文献３を参照する。位相シフティングを提供するための光学部材（例えば，グレーティング）の移動は，以下では“位相ステッピング”という。干渉縞パターンの微細位相シフトを提供するための光学部材の微細移動は，以下では“位相ステップ”という。
【００１４】
リソグラフィ映写装置のＰＳＰＤＩシステムの一具現例は，パターニング構造を支持する支持構造，及び基板を維持する基板テーブルに加えて，グレーティングの支持及び／又は映写ビームからのグレーティングの移動及び映写ビームへのグレーティングの移動及び／又はグレーティングの位相ステッピングのための一つ以上の専用移動性支持構造を含む。このような一つ以上の専用支持構造をリソグラフィ映写装置に内蔵することは，機械的な複雑性を高め，リソグラフィ装置の製造コストを増加させる。  
【００１５】
また，上記のように，ＰＳＰＤＩシステムで検出器に作用する各々のビーム（テストビーム及び基準ビーム）は，２個のピンホール（即ち，映写システムのアップストリームにあるピンホール及び映写システムのダウンストリームにあるピンホール）を横断する。ＰＳＰＤＩシステムに対する典型的な環境は，検出器に到達しうる放射量に制限を加えることによって，測定システムの敏感度に制限を加えることである。
【００１６】
特許文献４は，照明システムと，マスクを維持する支持構造と，基板を維持する基板テーブルと，基板の目標部にパターンを映射する映写システムと，映写システムの等位相面収差を測定する干渉測定システムと，を含むリソグラフィ映写システムである。特許文献４にかかる干渉測定システムは，このような問題点を解決するものであり，グレーティング面にグレーティングパターンの特性をなし，グレーティング面が目標面とほぼ一致するように映写ビームに及び映写ビームから移動可能なグレーティングと，ピンホール面のピンホールパターンの特性を形成し，ピンホール板に配列され，ピンホール面が映写システムの面ダウンストリームとほぼ一致し，目標面に光学的に集合するように映写ビーム及び映写ビームから移動可能なピンホールと，映写ビームの電場の強度の空間的分布がピンホール面の映写ビームの電場の強度の空間的分布のフリーエ変換とほぼ同じ位置でピンホールのダウンストリームに位置した検出面とほぼ一致する検出器の表面を有する検出器と，を含む。
【００１７】
特許文献５には，カラーイメージデータを受信し，受信したイメージデータを青，赤，黄及び黒（Ｃ，Ｍ，Ｙ及びＫ）収差補正のイメージデータに変換し，イメージ形成に必要な色収差後に，イメージデータに各種イメージデータ処理を行うイメージプロセッサが開示されている。
【００１８】
受信されたカラーイメージデータは，カラー書類イメージに対するイメージ処理の正確度を向上させるためにカラー補正を行う。イメージデータ処理は，例えば，所定のカラー書類の決定，自動カラー選択及び倍率変化を含む。このシステムは，複数のカラーに対応してイメージ信号を出力するカラーイメージセンサーと，イメージを光学的にカラーイメージセンサーにフォーカシングする光学システムと，カラーイメージセンサーから受信されたイメージ信号を補正して光学システムによって発生したカラーの光学的イメージの焦点の変位を取消す色収差補正器と，色収差補正器によって補正されたイメージ信号の倍率を変化させる倍率変化器と，を使用することによって作動する。これは，主に光学レンズによって発生した色収差を補正するためのものであり，Ｒ，Ｇ及びＢ間の位相差は，主走査方向において，書類の最後の部分に近い位置でさらに大きい。
【００１９】
カラーイメージをエレクトロフォトグラフィックイメージシステムで印刷する際に，一つの完全なカラーを印刷するために４個の異なる単色を結合させる必要がある。このような処理に通常使用される主要なカラーは，Ｃ，Ｍ及びＹである。この３個の主要色をいずれも結合して形成されたＫは，通常使用される黒色ではないので，第４色（Ｋ）を通常使用し，完全なカラー印刷装置はＣ，Ｍ，Ｙ及びＫを印刷する。
【００２０】
ほとんどのカラー印刷システムにおいて，タンデム接近方法を使用することによって，別途に作られた４個の単色イメージを結合して（良好なレジストレーションで）全体カラー印刷が行なわれる。４個の主要イメージ各々を同じ走査装置（４パスシステム）で形成するか，又はシステムが１パスシステムという別途のスキャナ（４個のカラーイメージに対して４個のスキャナ）を使用して形成される。
【００２１】
別途のスキャナを使用する場合（１パスシステムのように），４個のスキャナいずれも画像処理文字が類似しているということに注意しなければならない。具体的には，４個のスキャナ各々のフォーカシングされたスポットは，スポットの速度が全てのスキャナで一定であるか，又は走査ラインに沿って移動するスポットの速度変化が４個のスキャナいずれもに対して同じであることを意味する同じ（又は，ほぼ同じ）方法で走査経路に沿って移動しなければならない。
【００２２】
例えば，黄色イメージを完全線形スキャナ（走査ラインに沿ってスポット速度が一定である）で記録するが，青色イメージをスポット速度が一定しないスキャナで記録すれば，黄色イメージ及び青色イメージがレジストレーションされないカラー印刷領域，及び黄色イメージ及び青色イメージが良好にレジストレーションされる関連領域が生じる。したがって，走査ラインに沿ってスキャナのスポット速度について認識する必要があり，さらに具体的には，スキャナに非線形性がある場合，各々の画素が記録される領域を正確に認識する必要がある。
【００２３】
スキャナの線形性を決定するのに通常使用される方法のうち一つの方法は，イメージを印刷材料（例えば，紙）に記録し，そのイメージを測定して走査ラインに沿って全ての画素が正確に位置しているか，又は画素の一部が誤ち位置しているかを判定することである。このような測定方法は，単調であるため，全体印刷システムが測定可能な印刷をする必要がある。
【００２４】
高品質のガラスよりなる屈折レンズを使用することは，高品質，高解像度のイメージを必要とするシステムで収差を最小化する必要がある。このようなレンズは，特に量産される画像処理システムに対して高コストである。しかし，プラスチックレンズを使用する場合には，作られる収差の程度は非常に大きい。実際イメージで５〜１０個の画素次元の画素変位を探すことは異例的である。これは高品質のイメージに対しては許容できないが，エレクトロフォトグラフィック画像処理システムのように，コスト面で競争性を揃えたシステムの製作に使用されている。
【００２５】
【特許文献１】米国特許第５，９６９，４４１号公報
【特許文献２】ＷＯ  ９８／４０７９１号公報
【特許文献３】米国特許第６，１００，９７８号公報（Ｐ．Ｐ．Ｎａｕｌｌｅａｕ，２０００年８月８日発行）
【特許文献４】米国特許第６，６５０，６９９号公報
【特許文献５】米国特許第６，３２３，９５９号公報（富山ら）
【非特許文献１】Ｐｅｔｅｒ  ｖａｎ  Ｚａｎｔ，“Ｍｉｃｒｏｃｈｉｐ  Ｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎ：Ａ  Ｐｒａｃｔｉｃａｌ  Ｇｕｉｄｅ  ｔｏ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ”，第３版，ＭｃＧｒａｗ  Ｈｉｌｌ出版社，１９９７，ＩＳＢＮ  ０−０７−０６７２５０−４
【非特許文献２】Ｐ．Ｖｅｎｋａｔａｒａｍａｎ，“Ａｂｅｒｒａｔｉｏｎｓ  ｏｆ  ｓｔｅｐｐｅｒｓ  ｕｓｉｎｇ  Ｐｈａｓｅ  Ｓｈｉｆｔｉｎｇ  Ｐｏｉｎｔ  Ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ  Ｉｎｔｅｒｆｅｒｏｍｅｔｒｙ”，光学マイクロリソグラフィXIII，Ｊ．Ｐｒｏｇｌｅｒ，編集者，ＳＰＩＥ会議録  第４０００巻，ｐｐ．１２４５〜１２４９（２０００）
【非特許文献３】Ｄ．Ｍａｌａｃａｒａ，“Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｓｈｏｐ  Ｔｅｓｔｉｎｇ”，Ｊｏｈｎ  Ｗｉｌｅｙ＆Ｓｏｎｓ社，Ｎｅｗ  Ｙｏｒｋ，第２版
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２６】
したがって，本発明の目的は，複数のスプリット検出器を使用して走査ラインに沿って線形スポット速度又は位置変化を測定することが可能な新規かつ改良された走査システムの線形スポット速度又は位置変化の測定方法及び装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２７】
上記課題を解決するため，本発明の第１の観点においては，スキャナ（好適な位置にレンズを備える）の走査ラインに沿って少なくとも２個のスプリット検出器を移動させ，公知の望ましく固定された物理的関係（例えば，分離）を利用して入力されたイメージデータに基づいた予測位置に応答してスポット及び／又は画素の位置をマッピングする段階，全体走査ラインに沿って実際位置を予測位置と相関させる段階，及び元データを実際に意図した位置にスポットを提供する変換された走査入力データに変換させることによって，後続の画像処理で走査ライン上に好適に配置させたスポットを提供するための基準を提供する段階を含む，ことを特徴とする走査ラインに沿ってスポットの線形性及び関連画素位置エラーを測定する方法が提供される。
【００２８】
単一レンズシステムにおいて，画素位置（非変化又は無欠点の入力パラメータが与えられる）の偏向は，主にレンズの欠陥，特にあまり正確でない重合レンズ又はあまり摩耗されていないガラスレンズを使用することから始まる傾向がある。また，レンズは画像処理システム内で比較的安定的であり，画像処理システム内に一旦固定されれば，画素配置の偏向は比較的一定である。即ち，画素がグラフィック位置（ｘ，ｙ）に意図され，第一の場合，実際の配置結果が（ｘ’，ｙ’）であれば，第二の場合に意図されたグラフ位置（ｘ，ｙ）は（ｘ’，ｙ’）に配置される。走査ラインに沿って本質的に可能な全ての画像処理位置（スポット位置）に対して，意図された位置対結果位置の正確なマップを作った後，意図された位置でスポット又は画素を生成する実際走査によるスポット又は画素のマップを生成することは非常に複雑である。一つの検出器を使用すれば，効率的で一定であり，かつ正確な結果を提供できない。本発明で複数の検出器を使用することは，有用なデータを２倍に増加させて向上した結果を提供するだけでなく，走査ラインに沿ってスポットを正確に位置させるのに使用可能なデータベース，プログラム，ルックアップテーブルでさらに正確かつ速かに変換可能な相異なる種類のデータを生成させるという事実に注目する必要がある。
【００２９】
上記課題を解決するため，本発明の第２の観点においては，ａ）走査ラインに沿って並んで移動する２個以上の放射検出器を提供する段階（検出器は，固定された支持物又はプラットフォーム上で運搬されることによって距離又は固定距離ｄほど相互離隔されているが，これに限定されない）と，ｂ）前記２個以上の放射検出器を前記走査ライン上の第１点に配置させる段階と，ｃ）前記２個以上の放射検出器が前記第１点にある間，前記２個以上の放射検出器を走査放射（検出器が敏感であるか，又は測定及び／又は検出しうる）で走査し，前記走査ラインに沿って前記２個以上の放射検出器の位置，及び前記走査放射が前記２個以上の放射検出器の第１放射検出器から第２放射検出器に走査する時間を記録する段階と，ｄ）前記２個以上の放射検出器間の距離ｄを維持しながら前記２個以上の放射検出器を走査ライン上の第２点に移動させる段階と，ｅ）前記２個以上の放射検出器が前記第２点にある間，前記２個以上の放射検出器を走査放射で再び走査し，前記走査ラインに沿って前記２個以上の放射検出器の位置，及び前記走査放射が前記２個以上の放射検出器の第１放射検出器から第２放射検出器に走査する時間を記録する段階と，を含む，ことを特徴とする走査システムの線形スポット速度又は位置変化の測定方法が提供される。
【００３０】
上記方法は，前記走査ラインに沿って前記ｄ）及びｅ）段階を反復して全体走査ラインについてのデータを作ることができる。
【００３１】
また，前記方法は，他の最終結果のうち，前記走査ラインに沿ってスポット位置の関数としてスポット速度エラー（又は他のスポット配置エラー，又は同等物）を識別する電子的ルックアップテーブルを提供するのに使用可能である，如く構成することができる。また，前記方法は，トレンドラインを使用してレンズ収差以外にソースからのデータエラーを識別する電子的ルックアップテーブルに書き込まれるデータを決定又は補正しうる，如く構成することができる。また，前記トレンドラインは，前記データが前記ルックアップテーブルに書き込まれる前にデータを補正するのに使用可能である，如く構成することができる。
【００３２】
また，前記２個以上の放射検出器は，堅固なプラットフォーム上に維持されながら移動する２個のスプリット検出器を含む，如く構成することができる。また，前記第１点と前記第２点間の距離は実質的にｄである，如く構成することができる。また，記録された情報が前記走査システムに使用される所定のレンズに対して前記走査ラインに沿ってスポット配置エラーの可能性，グラフ又はテーブルを決定するのに使用されるが，これに限定されない。一つのレンズについて記録された情報が一つ以上の他のレンズについて記録された情報と比較されうる。比較されるレンズは，光学的性能の類似性に基づいて多色タンデム走査画像処理システムへの結合のために選択又は拒否されうる。
【００３３】
上記課題を解決するため，本発明の第３の観点においては，走査ラインに沿って走査放射を提供する走査ソースと，前記走査ラインを横切って並んで移動し，距離ｄほど相互離隔されている２個以上の放射検出器と，前記２個以上の放射検出器からの検出データを収集するプロセッサ（例えば，マイクロプロセッサ，内蔵マイクロプロセッサ，デジタルコンピュータなど）と，を含む走査システムの線形画素配置エラー測定装置が提供される。
【００３４】
また，前記装置は，前記２個以上の放射検出器を２個以上のスプリット検出器に提供しうる，如く構成することができる。また，２個以上の複数の検出器を使用することは不要であるが，複数の検出器が２個以上の検出器と同じラインにあるか，又は一つの他の検出器が所定値ほど他のラインにあれば，追加的な結果を提供しうる，如く構成することができる。また，前記装置は，レンズ収差以外の効果によって発生するデータのスポット配置欠陥についての検出データを補正するプログラムを有するプロセッサを提供しうる，如く構成することができる。前記システム，装置及び方法は，前記走査放射が前記走査ラインに対する焦点面に到達する前にレンズを通過する走査システムと共に使用する場合，特に有利である。
【発明の効果】
【００３５】
本発明によれば，走査ラインに沿う線形スポット速度又は位置変化の測定において，複数の検出器を使用することによって有用なデータを２倍に増加させて向上した結果を提供するだけでなく，走査ラインに沿ってスポットを正確に位置させるのに使用されるデータベース，プログラム，ルックアップテーブルでさらに正確かつ迅速に変換されうる相異なる種類のデータを生成できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３６】
以下に添付図面を参照しながら，本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお，本明細書及び図面において，実質的に同一の機能構成を有する構成要素については，同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００３７】
図１の従来の技術の測定システム２０を参照して，従来の技術から本発明の差異点を理解し，本発明のシステムの作動方法について説明する。
【００３８】
図１に示すように，従来のシステム２０は，スキャナ２，左側端レーザ走査ビーム４，右側端レーザ走査ビーム６，走査範囲角８，走査ライン１０及び単一検出器１２を含む。スキャナ２の線形性の測定は，ライン開始信号（例えば，左側端走査ビーム４で又はその前に発生する）で測定システム２０をトリガーさせ，走査ライン１０に沿って検出器１２を少し移動させることによって行われる。検出器１２が走査ライン１０に沿って移動する際に，検出器１２は，ライン開始信号と検出器１２間のフォーカシングされたスポット移動時間を追跡する。これは走査ライン１０に沿って画素位置エラーについての情報を提供する。このシステムの利点は，測定のために印刷する必要がないということである。この方法の欠点は，検出部の実際位置が走査ラインに沿って全ての点で画素の一部分以内になければならず，そうでなければ収集されるデータは実際スキャナの線形性信号を正確に表現できない，ということにある。
【００３９】
次に，図２に基づいて，第１の実施の形態にかかるスキャナの線形性測定システムについて説明する。
【００４０】
本実施形態にかかるスキャナの線形性測定システムは，図２の検出器システム（又は検出ヘッド）５０に示されたスプリット検出器５２及び５４のような２個以上の検出器を使用する。２個の検出器５２及び５４は，走査ライン５６に沿って分布されかつ移動する。検出器５２は，第１検出サブ部５８及びそれに隣接した第２検出サブ部６０を有するスプリット検出器として図示されている。検出器５４は，第１検出サブ部６２及びそれに隣接した第２検出サブ部６４を有するスプリット検出器として図示されている。
【００４１】
図３は，レーザを一方向７８に走査する走査ライン８０に沿って検出ヘッド５０の配置を示す図面である。図２のシステムは，スキャナ８２，左側端レーザ走査ビーム８４，右側端レーザ走査ビーム８６，走査範囲角８８，走査ライン８０及び一つの検出ヘッド５０を含む。スキャナ８２の線形性の測定は，走査ライン８０に沿って検出ヘッド５０を移動させることによって行われる。検出ヘッド５０は，走査ライン８０の最良のフォーカス位置（焦点面に沿って）に配置され，検出器間の間隔とほぼ同じ値に増加しつつ走査ライン８０に沿ってインデクスされる。他の増加分がデータの計算に使用される。
【００４２】
所定間隔離隔された検出器を備えた検出ヘッドは，予めプログラミングされた位置で停止する。これは，走査ラインに沿って移動する堅固なプラットフォーム上の２個の検出器を有することによって最も容易に実行される。各々の予めプログラミングされた位置で，スポットが検出器１  ５２から検出器２  ５４に移動する平均遷移時間が測定され，かつ記録される。本発明の測定システムの例で，検出器は，５．５ｍｍ（エッジ内部からエッジ内部まで）ずつ離隔されており，検出ヘッドは，測定値が記録される度に５．５ｍｍずつ移動する。全３４個のデータ点が１８７ｍｍの走査ラインに沿って測定され，かつ記録される。表１には元データを表しており，第１列及び第３列は走査ラインでの距離位置，第２列及び第４列は検出器１から検出器２への経過時間をマイクロセカンド単位で表したものである。
【００４３】
【表１】
2005157386.tif 000003
【００４４】
図４は，このようなデータのプロットを示す図面である。
【００４５】
理論上，完全なスキャナは，スキャナが点１（検出器１）から点２（検出器２）に移動する時間が同じであるという事実を表す均一に同じ時間測定値，又は２個の検出器間の固定され，かつ一定の間隔のために，検出器が焦点面に沿って完全に移動しなければ，線形的に減少又は増加する時間値を表す均一に同じ時間測定値を作り出す。この場合，少なくともスキャナレンズの収差のために，スキャナは，走査ラインに沿って正確性（２個の点間の速度によって測定される）において相当な変化を表す。完全な線形スキャナは，水平線として図示されたデータを作り出す。
【００４６】
測定システムによって発生した測定エラー（例えば，走査ラインと正確に平行しない検出器の移動又は走査ラインに対して斜行された検出器アラインメントによる）を除去するために，トレンドラインを数学的に計算することができる。例えば，図５は，Ｅｘｃｅｌソフトウェアプログラムによって作られたトレンドラインを表す図面である（補正のソフトウェア演算及びソフトウェア実行で非線形，即ち，指数的補正関数又はトレンドラインが提供されうるが，線形トレンドライン式ｙ＝−０．０１６４ｘ＋１３．１４７を作るアルゴリズムを実行する）。
【００４７】
トレンドラインは，水平ではないことが分かる。即ち，トレンドラインが平均化して本質的に水平線にならなければならないので，トレンドラインは水平でなければならない。したがって，測定システムは，一部のエラーをデータセットに賦課すると想定することができる。このような条件を修正するために（必要な場合），トレンドラインデータは，ポイントバイポイントに基づいて元データから減算される。トレンドライン調整がトレンドライン値を減算することによって終了すれば，その結果は，図６に示す通りである。トレンドラインが作られる方法のために，ｘ軸上の曲線の下側領域とｘ軸下の曲線の上側領域が同じでなければならない。
【００４８】
このようなデータによって示されたように，使用される商用走査システム及びレンズの動作において，実際動作時にデータに示されたスポット速度変化と同じレンズシステムの収差のために，複数の画素が走査ラインに沿って誤ち配置される恐れがある。このようなデータを有用にするために，スポット速度は，絶対時間値を６００ｄｐｉ（ｄｏｔｓ  ｐｅｒ  ｉｎｃｈ）で画素当り時間で除算することによって，“エラーを有する画素”に変換される。上記例では，この値は４８．６画素当りナノセカンドである。
【００４９】
走査速度＝３０００ライン／秒
スキャナデューティサイクル＝７０％
スキャナ解像度＝６００ｄｐｉ，８”走査幅
画素／走査ライン＝８”×６００画素／インチ＝４８００画素
８”走査時間＝１／３０００画素×０．７＝２３３．３３×１０−６
８”走査時間／画素／走査ライン＝画素周期＝４８．６×１０−９秒
【００５０】
上記データは，走査ラインに沿って累積エラー画素対位置として図示することができる。このようなプロット（図７に示す）は，相異なるスキャナを適合性に対して一つの４色プリンタのコンパニオンスキャナと比較する際に有用である。好適なコンパニオンとなるために，２個のスキャナは，所定のシステムレジストレーション許容限度内でほぼ同じ画素エラー値（走査ラインに沿って所定の点で）を有しなければならない。相異なるスキャナに対して累積エラープロットがほぼ同じであるか，特に走査ラインに沿って所定の変化範囲以内であれば（例えば，任意のスポットで±２画素よりさらに多く変化しない），多色プリンタで結合して使用されるほぼ類似したものとして見なすことができる。
【００５１】
“適当なコンパニオン”レンズ又は“ほぼ同じ”適合性に対する標準は，提供されるイメージの最後のフォーマット，及びその最後のフォーマットの解像度に対する所定の要求条件によってある程度左右される。例えば，職業的な表現に対するオーバーヘッドプロジェクタイメージの解像度に対する要求が，子供たちが家で作った誕生日招待状に必要な解像度よりはるかに高いので，後者の解像度の許容範囲が前者の解像度の許容範囲より高い。しかし，多様な要求条件に対してかかる可能性が与えられても，ほぼ同じ標準に基づいた最後のフォーマットに対して互換可能なレンズの選択に対する決定は，当業者に理解されうる。このような標準の最も広い概念は，４個のレンズのうち任意の点での画素偏向が±４画素を超えないレンズセット（例えば，２，３又は４個のレンズ）を選択することである。次第に高い解像度が必要となるにつれて，４個のレンズのうち任意の点での画素偏向は，±３画素，±２画素又は±１画素を超えてはならない。
【００５２】
図７のプロットは，走査ラインから２インチ入った点で完全線形スキャナからの予測結果対実際書込みマークの＋６画素配置エラーを表したものである。この測定値は，スキャナからのライン開始信号のような，いかなるリアルタイム基準を使用せず，またいかなるプリントも測定せずに作られたものである。
【００５３】
図８は，本実施形態にかかるレーザスキャナ線形性測定装置１００を一面視した概略図である。
【００５４】
図８に示すように，レーザスキャナ線形性測定装置１００は，レーザソース１０２，視準レンズ１０４，視準放射ビーム１１２がぶつかった後，角１１０で反射してレーザ走査ビーム１１４を形成する一つの表面１０８を有するビームディレクティング部１０６（ここでは，回転ヘキサゴナルミラーで図示する）を含む。このレーザ走査ビーム１１４は，Ｆθレンズ１１６によって焦点面１１８にフォーカシングされる。検出ヘッド１２０は，焦点面１１８上に２個のスプリット検出器１２２及び１２４を有するものと図示される。また，走査方向１２６が図示される。ライン同期化検出器１２８が図示される。このライン同期化検出器１２８は，レーザビームの位置を感知するフォトダイオードである。ライン同期化検出器１２８からの信号（短い遅延後に発生しうる）によって，一般的に受光器という焦点面１１８上に１ラインのイメージデータが発生し始める。
【００５５】
イメージデータの発生及び配置は，一般的に，水晶発振器に基づいて電子サブシステムによってライン（即ち，走査のライン）の開始に電子的に同期化する。水晶発振器（図示せず）は，レーザビームが走査ラインを横切って走査する時間によって画素配置を固定させる。スポット速度が走査ラインを横切って常に一定であれば，このシステムでも十分であるが，レンズ収差及び装置の他の機械的な特性のためにそうではない。光学システムの不完全性（一般的に，Ｆθレンズの欠点による）のために，スポット速度を変化させる効果は，スキャナの光学品質によって数個の画素次元まで画素配置を作りうる。レーザスポットの速度変化は，モノクロム（例，黒色のみ）プリンタ又はマルチパスカラープリンタ（同じレーザ画像処理レンズが全てのイメージに使用される）での問題点だけでない。しかし，分離された（あるいは，重畳される）カラーイメージを記録するために，一つ以上のスキャナを使用するタンデムレーザカラープリンタで，各々のスキャナの非線形成の特性が大きく相異なれば，イメージミスレジストレーションが発生するか，又は増幅される。与えられたスキャナの非線形性を測定することによって，同じ非線形性を有する類似したスキャナを選択でき，各々のスキャナが類似したデータから効果的なスポット配置性能を有するように電子的補正（例えば，ソフトウェア，ルックアップテーブル，補正テーブル）を生成することができる。
【００５６】
図９は，他の形態の線形性測定システム２００を示す図面である。
【００５７】
図９においては，右側から左側方向２１０に走査しながら，まず検出器２０４を横切った後，検出器２０６を横切るレーザビーム２０２を表す。レーザビーム２０２が検出器１  ２０４から検出器２  ２０６への（距離ｄ  ２０８）移動にかかる時間は，電子的カウンター／タイマー（図示せず）によって測定されかつ記録される。その後，２個の検出器２０４及び２０６を支持する変換段２１６は，走査方向に距離ｄ  ２０８（他の距離を使用することができるが，簡単にするために検出器間の距離がステップ距離として使用される）ほど移動し，後続の走査セグメント時間が測定されかつ記録される。現時点で，検出器プラットフォーム２１８（及び２個の検出器２０４及び２０６）が走査ライン焦点面２１２に沿って移動した距離ｄ  ２０８は，検出器２０４及び２０６間の間隔と同じである。
【００５８】
このような一連のステップ（走査，位置検出及び他の変換段ほどの移動）は，全体走査距離が測定され，かつ記録されるまで反復される。これはスキャナシステム，又は相当な数のこのようなデータ点（例えば，１／１０，１／５，１／４又は１／２スポット）から外挿されたシステムの制御下で得られる可能な全てのスポット位置に対して行なうことができる。記録されたセグメントの平均時間から時間の偏向は，スキャナの非線形性と関連する。画素エラーを測定するために，セグメントの時間偏向は画素クロック周期で除算されて画素のセグメントエラーを生成する。その結果，セグメント時間エラーは，時間に対して図式化又は図表化される。走査ラインの第１画素（検出器１  ２０４の開始位置）は，ライン同期化検出器からの調節可能な時間遅延によって制御されることによって，第１画素位置のエラーは，全ての走査に対して０と仮定する。上記技術は，１）変換段が焦点面を完全に横切って検出器を移動させ，２）検出器の回転斜行が全くないと仮定したものである。このような要素は，数学的補正及び測定システムの調節によって別途に補正されることもある。
【００５９】
図１０は，本実施形態にかかる２個のスプリット検出器３１２及び３１４を示す図面である。図１１は，装置の一実施例において関連された電子部分を示す図面である。
【００６０】
図１０及び図１１に示すように，各々のスプリット検出器３１２及び３１４は，一対の個別検出器３０２ａ，３０２ｂ及び３０４ａ，３０４ｂから構成される。スプリット検出器は，レーザ強度の変化に起因したエラーとは関係なく，走査ライン３２０に沿ってレーザスポット３０８の位置を検出可能とするために選択されている。唯一の必要条件は，各々のスプリット検出器３０２ａ，３０２ｂ及び３０４ａ，３０４ｂの２個の面間の距離３１６は，レーザスポット３１０の直径より短い，ということである。本実施形態にかかる測定システムにおいて，スプリット検出器は，約２０μｍほど離隔された一方，６００ｄｐｉのレーザスポットの直径は約４３μｍである。
【００６１】
図１２は，測定されたパルス幅対走査位置を図式化した図面である。このデータの斜行は，上記２つの原因のエラー１）及び２）によって発生する。このデータは，Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ  Ｅｘｃｅｌスプレッドシートプログラムによって記録され，かつ図式化される。線形トレンドライン及び関連式は，Ｅｘｃｅｌプログラムによって生成され，かつ図式化される。このトレンドラインデータは，実際パルス幅グラフから減算され，その結果が図１３に示されている。
【００６２】
最後に，パルス幅値を画素クロック周期で除算することによって画素のエラーを計算する。このような分析は，開始画素位置（０エラーと定義する）に対してエラーを調べることによって，エラーが蓄積画素エラーとして図示される。即ち，画素周波数で走査ラインに沿って画素を配置すれば，グラフは，実際画素配置が画素動搖のない場合の理論上予測された配置に対する正確度を表すためのものである。理論上予測される位置より走査ラインに沿ってさらに入った位置に画素が配置されることをポジティブエラーと定義する。図１４は，光学的に完全でないスキャナに対して線形性エラー対走査位置を図式化した図面である。
【００６３】
このデータが適当なユニットに一旦記録されれば，電子的ルックアップテーブル又は他のソフトウェアがスキャナシステムに入力されてスポット速度の公知の光学的欠陥を補正することができる。このルックアップテーブルを画像処理される各々の意図されたスポット位置と比較して，スキャナから各々のスポット方向に所望の通りに補正が行われる。ルックアップテーブルの正確度及び細部項目によって，走査ラインを横切るスポット速度の変化はほとんど除去され，かつ常に減少する。
【００６４】
以上，添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが，本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば，特許請求の範囲に記載された範疇内において，各種の変更例又は修正例に想到し得ることは明らかであり，それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【産業上の利用可能性】
【００６５】
本発明は，写真部材，フォトサーモグラフィック部材，熱質量伝達キャリア，除去基盤システムのような直接画像処理だけでなく，エレクトログラフィ，フォトエレクトログラフィ，フォトリソグラフィ，フォトコンダクティブシステムのような中間画像処理を含むデジタル画像処理システムに広く適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】従来の技術によってスキャナ信号を時間の関数でマッピングするのに使用される一つのスキャナを備えた従来の技術による測定システムを示す模式図である。
【図２】走査ラインに沿って配置された一対のスプリット検出器を示す説明図である。
【図３】本実施形態にかかる測定システムで，走査ラインに沿って一対のスプリット検出器の移動を示す模式図である。
【図４】焦点ライン（走査ライン）を横切る走査速度を画素位置の関数で示すグラフ図である。
【図５】図４のグラフ上に賦課されたトレンドラインを示すグラフ図である。
【図６】画素位置の関数として走査ラインの速度を示すグラフ図である。
【図７】画素のシリーズに対して±画素位置の観点で斜行された位置のプロットを示すグラフ図である。
【図８】レーザスキャナ線形性測定装置の模式図である。
【図９】本実施形態にかかるレーザスキャナ線形性測定装置に使用される光検出器の模式図である。
【図１０】走査ラインに沿って各々の画素に対するスプリット検出器を細部的に示す模式図である。
【図１１】本実施形態にかかるレーザスキャナ線形性測定装置の電子機器に接続される差同増幅器の回路図である。
【図１２】本実施形態にかかるレーザスキャナの線形性測定システムによる測定から誘導されるパルス幅対走査位置を示すグラフ図である。
【図１３】斜行補正されたパルス幅エラー対走査位置を示すグラフ図である。
【図１４】画素位置の関数として画素の線形性エラーを示すグラフ図である。
【符号の説明】
【００６７】
１００  レーザスキャナ線形性測定装置
１０２  レーザソース
１０４  視準レンズ
１０６  ビームディレクティング部
１１２  視準放射ビーム
１１４  レーザ走査ビーム
１１６  Ｆθレンズ
１１８  焦点面
１２０  検出ヘッド
１２２，１２４  スプリット検出器
１２６  走査方向
１２８  ライン同期化検出器
【図１】
2005157386.tif 000004
【図２】
2005157386.tif 000005
【図３】
2005157386.tif 000006
【図４】
2005157386.tif 000007
【図５】
2005157386.tif 000008
【図６】
2005157386.tif 000009
【図７】
2005157386.tif 000010
【図８】
2005157386.tif 000011
【図９】
2005157386.tif 000012
【図１０】
2005157386.tif 000013
【図１１】
2005157386.tif 000014
【図１２】
2005157386.tif 000015
【図１３】
2005157386.tif 000016
【図１４】
2005157386.tif 000017